Вихревая труба Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

Иаобретенве относится к холоавльной технике, а вменнЬ к вихревым генераторам холода, основанным на во« пользовании эффекта Ранка и предназн ченным для систем технологического и комфортного кондицинирования, в час ностя, для охланадешш кабин транспорт ных объектов, кабин мостовых кранов в горячих цехе.х и т, д. По основному авт. св. № 47О684 нзвестна вихревая труба с сопловым вводом и с параллепьно установленным кольцевыми диафрагмб1ми на охлаждае. мом горячем конце, в которой меиаду диафрагмами помещены кольцевые шайбы с внутренним диаметром, большим диаметра отверстия диафрагмы, образуюишк внутреннее оребрение горяч&го конца. У этой вихревой трубы ала рагмы на участках, примыкающих к шайбам, с их внутренней стороны имею перфорацию для вывода капельной жидкости через горячий конец. Введение упомянутой перфорации позволяет осуществить перетоки горячего потока и интенсифицировать процесс охлаждения его в межреберных щелях 11 . Однако отсут-ствие организованной рециркуляции привело к тому, что на вашсая труба при воздушном охлажа1ени горячего конца все же имеет удельную холодопроизводительность более низкую,чем лучшие водоохлаждаемые вихревые трубы. Цель изобретения - повыше1ше хо, лодопроизводительности вихревой трубы. Поставленная цель достигается.тем, что в вихревой трубе между диафрагмами дополнительно размешена перегород ка, вьшопвенная в виде кольцевой шайбы с осевым патрубком, ориентированным в направлении к сопловому вводу. Причем целесообразно перегородку располагать на расстоянии от соплового ввода,равном 5 . . . 10 D , диаметр ее патрубка должен составлять 0,бб.,.0,65 Т , а длина 0,5...1,S1 где 3) - диаметр трубы в сопловом сечещш. На фиг. 1 представлена данная вкх. ревая труба, продольный разрез} на фиг, 2 - один из Бозмоншых вариантов устройства, когда перегородка вьшолне на как продолжение одной из диафрагм. Устройство содержит камеру 1 с сопловым вводом 2 и вьшуском 3 хсм лодного потока, К вихревой камере 1 присоединен горячий конец, состояпшй из гладкостенного конического участ ка 4 и набора соооно установленных охлаждаемых кольцевых диафрагм 5 соосные центральные отверстия которых образуют полость гч ячего конца, замыкаемую днишем 6 с дросселем 7 горячего потока, расположенным в хвостовой зоне 8 полости гс ячего конца. К гладкостедшс у коннческс «у участку 4 примыкает возлесопловая зона 9 т орячего конца. Между диал} рагмаъд 5 размещены шайбы 10. На участках диафрагмы 5, примыкающих к шайбам 10, с их внутренней стороны, выполнена перфорация 11. Горячий конец трубы заключен в охлаждающую рубашку 12. Между кольцевыми диафрагмами 5 установлена перегородка 13, которая сиабжена осевым отверстием 14, разме щенным в патрубке 15 (фиг. 1). Патрубок 15 может вьшолняться в виде вытяжки в перегородке 13, изготовленной как продолжение одной из диафрагм 5 (фиг. 2). Причем осевая протяженность патрубка 15 составляет 0,5 . , . 1,5 диаметра вихревой трубы, осевое отверстие 14 равно 0,6 . , . 0,65 диаметра вихревой трубы в сопловом сечении, а перегородка 13 размещена на расстоянии 5 ... 10 ди&метров от соплового сечения. Патрубок 15 ориентирован в направлении к сопловому сечению вихревой трубы (возлесопловой зоне горячего конца). Устройство работает следующимобразом. Высокоскоростной поток расширяющегося газа, например сжатого воздуха, через СОПЛОВОЙ ввод 2 устремляется в камеру 1, где приобретает вихр&вой характер движ.екия. Охладившиеся при этом околоосевые спои вихря выводятся через вьшуск 3 к охлаждаемому объекту, а нагревшиеся периферийные слои устремляются в противопотоке с холодными в полость горячего конца, образованную гладкостенным коническим участком 4 и центральными отверстиями диафрагм 5 и, смьюая обтсватываемые шайбами 10 части диаф° рагм 5, отдают тепло среде, ттрокачаваемой через рубашку 12, осевое отверстие 14 и патрубок 15 перегородки 13 газ из хвостовой зоны 8 полости горячего конца эжехтируетср окопоосевыми слоями вихря. Поц воадействнем образовавшейся разности давлений п иферййные спои вихря из возпесотловой зоны 9 bo перфорации 11 устремляются в хвостовую зону 8. Такая рециркуляция газа позволяет выравнять Ш10ФКОСТИ тутового потока на отдельных диафрагмах путем переноса части тепла из наиболее теплонапряженной возпессяшовой зоны 9 в хвостовую зону 8 горячего конца. Наличие решфкуляцни способствует формированию околоосевых слоев вихря из поаоклаж денного на внутрешшх участках диа4 рагм 5 газа иа хвостовой зоны 8. Названные процессы приводят к уменьшению необратимости процесса теплопередачи от вихревого потока к охлаждающей среде путем иктенсификаш 1 8.4 теплоотдачи в возлесспловой зове 9. При этом повышается холоаопропзвоп тельность вихревой трубы и степень равномерносга нагрева средЫ| омываюшей периферию диафрагм, максвг мум повышения достигается при рассто шш от с(яшового сечения до перепрею- ки равн(м«1 5 . . . ЮЗ , осевой протяженности углубления (вытяжки) в ней 0,5 . . .1,535 и диаметра отверстия в перегородке 0,6 ... О,65Э , где D- диаметр вихрев А трубы в.сопловом сечении. Эксперш«1ентально доказано п жышение холод(яф жзвооитв11ьносп1 предпа гаемой вюфевсА трубы по сравнению с прототипом на 12%. Экоцомическяй эффект от вае«феяня предлагаемой BBXN ревой трубы состсшпяет 22 тыс. .

I. ВИХРЕВАЯ ТРУБА по авт. св. № 47О684, отличающаяся тем, что, с цепью повыше- ния xonoaonpoH3BQwiTenbHocrBt менаду диафрагмами дополнительно размещена перегс одка, выполненная в виде копьцевой шайбы с осевым патру6коМ| тированным в направлении к ооятоям му вводу. 2. Труба по п. 1, о т л в ч в ш а я с я тем, что п регсфопка разме шена на расстоянии от соплового ввода, равном 5 ... 10 D , диаметр патрубка составляет Р,6О . . ; O,65D а длина - 0,5 . . 1,5 D , где D диаметр трубы в сопловш сечввяаи «.1 nrs -«, ,,-«. ЭДа;